Speaker A
En este video vamos a hablar sobre la transcripción:
Explicación detallada del proceso de transcripción del ADN al ARN, sus etapas, enzimas involucradas y diferencias entre procariotas y eucariotas.
Key Takeaways
- La transcripción es esencial para la expresión génica y la síntesis proteica.
- La ARN polimerasa y factores asociados regulan la precisión y el inicio de la transcripción.
- Existen diferencias clave en la transcripción entre procariotas y eucariotas.
- El ARN producido puede ser mensajero o funcional, con roles estructurales y catalíticos.
- Los errores en la transcripción afectan solo a proteínas específicas y no son heredables.
Summary
- La transcripción es el proceso mediante el cual se copia la secuencia de ADN a ARN para dirigir la síntesis proteica.
- El ARN actúa como intermediario entre el ADN y las proteínas, siendo la base del flujo de información genética.
- En eucariotas, el ARN transcrito sufre procesamientos en el núcleo antes de ser traducido.
- Algunos genes producen ARN funcionales que no se traducen en proteínas, como el ARN ribosomal y de transferencia.
- La ARN polimerasa es la enzima principal que sintetiza ARN a partir del ADN, uniéndose a secuencias promotoras específicas.
- Existen diferencias entre procariotas y eucariotas en tipos de ARN polimerasas y mecanismos de reconocimiento de promotores.
- La ARN polimerasa lee la cadena molde de ADN en dirección 3' a 5' y sintetiza ARN en dirección 5' a 3'.
- La transcripción termina al alcanzar la secuencia terminadora, liberando el ARN recién sintetizado.
- El ARN es complementario y antiparalelo a la cadena molde y similar a la cadena codificante, con uracilo en lugar de timina.
- La transcripción permite amplificación de ARN sin alterar la estructura del ADN y no posee mecanismos de corrección de errores.
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Speaker A
del ADN al ARN.
Speaker A
Bienvenidos a una nueva edición de Nutrimente.
Speaker A
El ADN del genoma utiliza el ARN como intermediario para dirigir la síntesis proteica.
Speaker A
Cuando la célula necesita una proteína determinada, la secuencia de nucleótidos de la región apropiada de la inmensa molécula de ADN del cromosoma, se copia primero a ARN
Speaker A
en un proceso
Speaker A
denominado
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transcripción.
Speaker A
Son estas copias de ARN de segmentos del ADN, las que se utilizan como moldes para dirigir la síntesis de las proteínas en un proceso denominado traducción.
Speaker A
Por lo tanto, como vimos en el video anterior de esta serie, el flujo de información genética en las células va del ADN al ARN y de este a las proteínas.
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En las células eucariotas,
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los transcritos de ARN sufren una serie de procesamientos en el núcleo,
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incluyendo su maduración o ajuste antes de que se les permita salir del núcleo
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y ser traducidos a proteínas.
Speaker A
Estos procesamientos pueden cambiar aspectos críticos del significado de una molécula de ARN y por tanto resultan cruciales
Speaker A
para entender de qué manera las células eucariotas leen el genoma.
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También hay que tener en cuenta que en algunos genes,
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el producto final es la molécula de ARN.
Speaker A
Como en las proteínas, muchas de estas moléculas de ARN se pliegan formando estructuras tridimensionales precisas,
Speaker A
que desempeñan papeles estructurales y catalíticos dentro de las células.
Speaker A
Algunos ejemplos son el ARN ribosomal, que forma parte de los ribosomas,
Speaker A
y el de transferencia, encargado de transportar aminoácidos al ribosoma,
Speaker A
participando en la traducción.
Speaker A
Empezaremos con el primer paso en la decodificación del genoma, la transcripción,
Speaker A
por la cual se forma una molécula de ARN a partir del ADN de un gen.
Speaker A
Las moléculas de ADN contienen cientos o miles de genes.
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Cada uno presenta una secuencia que indica dónde empieza, llamada promotor o secuencia promotora,
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que funciona como señal de inicio de la transcripción,
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y otra que indica dónde termina, el terminador o señal de fin de la transcripción.
Speaker A
Ambas señales son fundamentales para que la enzima ARN polimerasa transcriba correctamente los genes y pase por alto las regiones de ADN que no lo son.
Speaker A
La ARN polimerasa es una enzima multimédica que actúa de manera similar a las ADN polimerasas
Speaker A
estudiadas en otro video del canal.
Speaker A
Se conocen varias secuencias promotoras, tanto en procariotas como en eucariotas.
Speaker A
Estas regiones presentan secuencias muy conservadas a lo largo de la evolución,
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que se conocen como secuencias consenso.
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Por ejemplo, en algunos promotores eucariotas, existe una secuencia conocida como caja TATA,
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cuyo nombre se debe a que es rica en adeninas y timinas.
Speaker A
El promotor cumple la función de indicarle a la ARN polimerasa cuál es el primer nucleótido del gen que deberá "leer" (nucleótido +1),
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en cuál de las dos cadenas se encuentra, y en qué dirección avanzará.
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Por lo tanto, la transcripción se inicia cuando una ARN polimerasa se une al promotor del gen que será transcrito.
Speaker A
En eucariotas, esta unión no ocurre de manera directa, sino que está mediada por un grupo de proteínas
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llamadas factores basales de transcripción, que veremos en otro video.
Speaker A
La ARN polimerasa procariota, en cambio, consta de una porción denominada núcleo catalítico
Speaker A
y una subunidad reguladora, llamada factor sigma, que una vez reconocido el promotor, se libera.
Speaker A
Otra diferencia entre los organismos procariotas y eucariotas es que en los primeros existe un solo tipo de enzima ARN polimerasa,
Speaker A
capaz de transcribir todos los genes.
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Sin embargo, distintos factores sigma reconocen promotores diferentes, por lo que la actividad de estos factores
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es la que determina qué tipo de gen transcribirá en cada momento.
Speaker A
En cambio, en los eucariotas, existen tres tipos de ARN polimerasas
Speaker A
que interactúan con diferentes factores de transcripción basales y, consecuentemente,
Speaker A
con diferentes promotores.
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La ARN polimerasa I es la encargada de sintetizar los ARN ribosomales.
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La ARN polimerasa II sintetiza los ARN mensajeros.
Speaker A
Y la ARN polimerasa III, los ARN de transferencia.
Speaker A
Una vez unida al promotor, la ARN polimerasa queda correctamente ubicada
Speaker A
de modo que puede iniciar el proceso de polimerización.
Speaker A
En este proceso recorre una de las cadenas del gen, la cadena molde,
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en sentido 3' a 5'.
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La otra cadena, la antimolde o codificante, no cumple ninguna función en este proceso.
Speaker A
A medida que avanza, la ARN polimerasa separa transitoriamente ambas cadenas de ADN, formando una burbuja de transcripción,
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de manera que deja expuestas unas pocas bases en esa región.
Speaker A
Al mismo tiempo, va ubicando ribonucleótidos complementarios frente a la cadena molde.
Speaker A
Los ribonucleótidos, que son los sustratos del proceso, se aparean con los desoxirribonucleótidos
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de la misma manera que estos últimos entre sí,
Speaker A
salvo que en los ribonucleótidos, la timina es reemplazada por uracilo.
Speaker A
Conforme los ribonucleótidos se van apareando mediante puentes de hidrógeno con las bases de la cadena molde,
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la misma ARN polimerasa los va uniendo entre sí por enlaces fosfodiéster.
Speaker A
Esto ocurre desde ya en la dirección 5' a 3'.
Speaker A
En la zona de la burbuja, el ARN naciente se encuentra transitoriamente apareado a la cadena molde,
Speaker A
pero a medida que la burbuja avanza se desaparea, permitiendo que ambas cadenas de ADN vuelvan a unirse.
Speaker A
Además, y del mismo modo que ocurre en la duplicación del ADN, al ampliarse la horquilla de replicación,
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por delante de la burbuja, la doble hélice de ADN se superenrolla.
Speaker A
Esto frenaría su avance, pero una enzima de la familia de las topoisomerasas
Speaker A
se encarga de corregir ese superenrollamiento.
Speaker A
La transcripción finaliza cuando la ARN polimerasa sobrepasa la secuencia terminadora.
Speaker A
El ARN recién sintetizado se libera y la burbuja se cierra.
Speaker A
Como se habrá notado, dado que el ARN es antiparalelo y complementario a la cadena molde, su secuencia es igual
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(excepto las U en lugar de las T) a la de la cadena antimolde.
Speaker A
Por ejemplo, si la cadena molde comienza con T A C T A G C A T T, la hebra antimolde es A T G A T C G T A A.
Speaker A
Y el ARN obtenido comenzará con A U G A U C G U A A, etc.
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Es por esto que en el caso particular de que el producto obtenido sea un ARN mensajero,
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el que codifica un polipéptido, la cadena antimolde es llamada también codificante,
Speaker A
y es la que utilizará, por ejemplo, un científico si desea comunicar la secuencia específica de ese gen.
Speaker A
Resumamos los conceptos más importantes.
Speaker A
Todos los tipos de ARN se sintetizan por transcripción de diferentes genes.
Speaker A
En la transcripción interviene una enzima principal llamada ARN polimerasa, además de otras proteínas
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con actividades enzimáticas, señalizadoras y reguladoras.
Speaker A
La ARN polimerasa recorre la cadena molde de un gen en sentido 3' a 5' y sintetiza moléculas de ARN,
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que resultan ser complementarias y antiparalelas a esa cadena.
Speaker A
La transcripción no altera la estructura del ADN.
Speaker A
Por ello, una vez que están dadas las condiciones para que un gen determinado se transcriba,
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este proceso puede ocurrir muchas veces, obteniéndose así muchas moléculas de ARN iguales.
Speaker A
De hecho, la liberación casi inmediata de la cadena de ARN del molde de ADN a medida que va siendo sintetizada
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supone que se pueden hacer muchas copias de ARN a partir del mismo gen en un tiempo relativamente corto,
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ya que se pueden empezar la síntesis de una molécula de ARN
Speaker A
antes de que haya acabado la del anterior.
Speaker A
Esto constituye un pequeño evento de amplificación, en el cual el material original se preserva
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y son las copias las que continuarán participando del flujo de la información genética.
Speaker A
A diferencia de las ADN polimerasas, las ARN polimerasas no corrigen errores.
Speaker A
Si se produjera un error en la síntesis de un ARNm, se verían afectados solamente los polipéptidos
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sintetizados a partir de esa molécula defectuosa,
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mientras que de todo el resto se obtendrían polipéptidos normales.
Speaker A
Desde el punto de vista evolutivo, al no afectar el ADN, este error no es heredable.
Speaker A
La tasa de transcripción de cada gen no es aleatoria, sino que está modulada por mecanismos
Speaker A
en los que intervienen numerosos factores proteicos y que dependen de condiciones propias de la célula
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y también de señales del exterior.
Speaker A
Tanto en procariotas como en eucariotas, el ADN cuenta con regiones reguladoras
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que interactúan con esos factores proteicos.
Speaker A
En eucariotas, además, se han descrito otros mecanismos de regulación relacionados con la estructura de la cromatina.
Speaker A
En organismos unicelulares, la regulación de la transcripción está principalmente asociada a respuestas a cambios en el ambiente.
Speaker A
Por ejemplo, la presencia de determinado nutriente puede desencadenar la expresión de genes que codifican proteínas necesarias para su aprovechamiento por parte de la célula.
Speaker A
En cambio, en los organismos pluricelulares, la regulación de la transcripción cumple un papel fundamental en la diferenciación celular.
Speaker A
La expresión de ciertos genes y el silenciamiento de otros determinarán las características morfológicas y funcionales de la célula.
Speaker A
Veremos los procesos de regulación de la expresión génica en próximos videos de esta serie.
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